Новое открытие проливает свет на очень ранние сверхмассивные черные дыры

Астрономы из Техасского и Аризонского университетов обнаружили быстро растущую чёрную дыру в одной из галактик в очень ранней Вселенной. Учёные считают, что это галактика с экстремальным уровнем звездообразования. Новая работа опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Используя наблюдения, сделанные с помощью радиообсерватории Atacama Large Millimeter Array (ALMA), расположенной в Чили, команда определила, что галактика COS-87259, содержащая эту новую сверхмассивную чёрную дыру, образует звёзды со скоростью, в 1000 раз превышающей скорость звездообразования в Млечном Пути. В галактике находится межзвёздная пыль массой в миллиард солнечных масс. COS-87259 ярко сияет как из-за этого интенсивного всплеска звездообразования, так и из-за растущей сверхмассивной чёрной дыры в её центре. Эта чёрная дыра считается новым типом первичной чёрной дыры — такой, которая сильно окутана космической пылью, из-за чего почти весь её свет излучается в среднем инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра. Исследователи также обнаружили, что эта растущая сверхмассивная чёрная дыра (часто называемая активным галактическим ядром) генерирует мощный джет, движущийся со скоростью, близкой к скорости света, через галактику-родителя.

Сегодня чёрные дыры с массами, в миллионы и миллиарды раз превышающими массу нашего Солнца, находятся в центре почти каждой галактики. То, как впервые образовались эти сверхмассивные чёрные дыры, остаётся загадкой для учёных. Поскольку свету от этих источников требуется так много времени, чтобы достичь нас, мы видим их такими, какими они существовали в прошлом. В данном случае всего через 750 миллионов лет после Большого взрыва.

Что особенно удивительно в этом новом объекте, так это то, что он был обнаружен на относительно небольшом участке неба — менее чем в 10 раз превышающем размер полной Луны. Это позволяет предположить, что в самой ранней Вселенной могли существовать тысячи подобных источников.

Райан Эндсли, ведущий автор статьи, а ныне постдокторант Техасского университета в Остине, говорит: «Эти результаты свидетельствуют о том, что очень ранние сверхмассивные чёрные дыры часто были сильно затемнены пылью, возможно, как следствие интенсивной активности звездообразования в их родительских галактиках. Это то, что другие предсказывали уже несколько лет, и действительно приятно видеть первые прямые данные наблюдений, подтверждающие этот сценарий».